2022年毕业设计方案说明书一摆线锥齿轮减速器设计方案说明书.docx

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1、本科毕业设计说 明书EBJ-160 掘进机装载部件设计及关键件加工工艺EBJ-160 BORING MACHINE LOADED WITH THE KEY COMPONENTS OF THE DESIGN AND PROCESSING TECHNOLOGY学院部）：机械学院专业班级：机械设计05-2 班同学姓名： 戴兵指导老师：周哲波2021 年 6月 8 日安 徽 理 工 大 学27 / 39毕业设计 任务书专业班级机械 05 级 2 班姓名戴兵 日期 2021-6-81. 设计题 目 EBJ-160 掘进机装载部件设计及关键件加工工艺 专题 ） 一级摆线锥齿轮减速器设计2. 设计原始 资料

2、：3. 设计文件：说 明 书: 1-1.5万字图纸 : 减速器装配图，锥齿轮轴零件图，大锥齿轮零件图，偏心盘零件图，轴承座零件图模型 工业设计专业 ）4.设计 任务下达日期： 2021.3.17 5.设计 完成日期： 2021.6.86. 设计 各章节答疑人： 部分 部分部分 部分部分 部分7. 指导老师8. 系 室） 负责 人9. 院负责 人中文摘要摘要：本次设计的题目是EBJ-160 掘进机装载部件设计及关键件加工工艺设计，我的专题是对该掘进机的一级摆线锥齿轮减速器设计；第一，对有关掘进机的书籍进行初步阅读，明白掘进机的进呈现状及其的技术上进展情形和瓶颈；核心是讨论掘进机的装载部分的作用及

3、其设计方 案，为后期的设计打好基础；其次，对这次设计主题即掘进机一级摆线锥齿轮减速器设计进行讨论， 从现有的减速器装配图上的讨论开头，分析装配图上的各个零部件的作用及其位置关系，弄清部件彼此之间的装配关系；最终重新设计这个减速器，设计思想是在不转变原有结构的基础上，对不足的地方进行优化改进；这次设计的重点是摆线锥齿轮轴的设计和校核，以及该轴上的轴承的设计和校核；关键词： 掘进机；摆线锥齿轮；减速器；English AbstractAbstract:The design is the subject of EBJ-160 boring machine loaded with the key co

4、mponents of the design and processing technology design, my topic is the level of the boring machine cycloid bevelgear reducerdesign.First of all, boring machine for thepreliminary reading of the booktounderstandthedevelopmentofboringmachineanditstechnical developments and bottlenecks. The core is t

5、o study the loading partofboringmachineand itsdesign,forthelatterdesignedtolayasolidfoundation.Secondly,thedesigntheme oftheboringmachine thatisa cycloid bevelgearreducerdesignstudy,thereducerfromtheexisting assemblydrawingonthebeginningofthestudy,analysisofthe assemblydrawingontheroleof the various

6、 components and its location, clarify the components of the assembly relations between.Finally, re-design of the reducer, the design idea is not to changethe original structure on the basis of lack of improvement of the local optimization. Is designed to focus on the cycloid bevel gear shaft design

7、and verification, as well as the axis of the bearing designandverification.Key words: boring machine ； cycloid bevel gear ； reducer ；目录摘要中文） 3摘要 275.1.1 、 轴承所受径向力运算275.1.2、计算派生轴向力Fd 285.1.3 、 判定和运算轴向力285.1.4 、 确定当量动载荷285.1.5 、 运算轴承寿命285.2锥齿轮轴轴承额定寿命运算 30222 295.2.1轴承所受径向力运算295.2.2 、运算派生轴向力29Fd 5.2.3

8、、判定 和计 算轴向力305.2.4 、确定当量 动载 荷305.2.5 、运算轴承 30222 寿命306、 键的挑选和校核316.1 、 矩形 花 键 的选 择 316.1.1、 概 述 316.1.2 、矩 形花键的挑选的规格316.2 、 矩形花键的校核326.2.1 、挤压应力运算326.2.2 、许用 挤压 应力运算326.2.3 、校 核结 果 327 、 润 滑 与密 封 337.1 、 齿 轮的 润滑 337.2 、轴承的润滑337.3 、密封337.3.1 、端盖和轴间密封337.3.2 、 轴承座与箱体之间的密封348、箱体的设计348.1 、 减速器附件的挑选348.2

9、 、 箱体及其附件参数35终止语36参考文献37致谢381、 绪论EBJ 160 型重型悬臂式掘进机为国家“八五”重点科技攻关成果；该机主要用于煤及半煤岩巷机械化掘进施工，也适用于其他矿山及隧道的掘进；该机主要特点为：整机采纳低矮机型，悬臂纵轴式切割，切割机构的进给速度采纳自动调整，铲板随动式防干涉装置；切割头采纳高强度齿座，截齿采纳大直径“三高”硬质合金刀头高强度截齿，履带采纳高强度铸造件液压系统采纳了恒压变量伺服系统，液压系统比同类型进口机组优越，管件少 34EBJ-160 型掘进机是重型掘进机，它切割功率大，断面大，广泛适用于铁路、大路、水利、国防等隧道的掘进施工，可以满意2-3类到 4

10、-5类围岩 软岩、次坚岩）的机械化掘进，实现掘进，运输，支护等同时作业，大幅度提高了隧道施工的效率；在煤矿、大路、铁路的隧道施工中都会用到掘进机这种机器设备，怎样设计掘进机使其能够高效、安全地在施工中完成掘进任务，确保工程安全顺当的完工设计掘进机的关键因素；掘进机的装载机构一般分为星轮装载和扒爪两大类，因其型号和工作地点的不同，传统掘进机的装载机构各有其特点与不足, 特殊出在减速器的问题较多；此次设计的目的：在原有两中装载方式的基础上对摆线锥齿轮减速器进行技术及结构上的改进与设计；指导思想：由于EBJ-160 为重型掘进机，采纳的的是星轮装载方式，吸取扒爪式的精华，在不转变星轮装载的主体结构的

11、基础上，进行结构的优化设计；设计的解决的问题：在结构上对一级摆线锥齿轮减速器的进行优化设计2、传动装置的设计运算2.1 、传动方案拟定2.1.1 、已知条件1） 工作条件：煤矿隧道下使用，工作两班制；连续单向传动，载荷较平稳，工作环境欠佳，有粉尘，环境最高温度35；2）使用折旧期： 8 年，每年工作 350 天，每天工作 16 小时；3）检修间隔期： 2 年一次大修，每年一次中修，半年一次小修4）动力来源：电力，三相沟通，电压380/220V；5）制造条件及生产批量：中型机械厂，单件小批生产；6）驱动方式：集中沟通电机，采纳后驱动，7）传动系统：沟通电机驱动，直交锥齿轮传动，星轮8）装载方式：

12、星轮连续装载9）链轮的张紧方式：黄油缸张紧 使用了一对开式齿轮传动，它的失效形式多为齿面磨损，同时，开式齿轮传动在没有防护罩的情形下简洁对靠近的工作人员造成危急；2.2 、电动机挑选2.2.1 、确定链轮分度圆直径22d=td226418207.979090sin18 0sinsinzz注取齿数 Z=52.2.2 、确定减速器输入轴及其传动比sin18 0n入v6010001.2601000110.26r/ mind3.1415927207.97in入110.26r / min2.45 依据设计要求，选用摆线齿锥齿轮传动；2 由于掘进机的扒抓机构是一般工作机，速度不高，可选用7 级精度 材料挑

13、选参照机械齿轮设计手册表10-1 ，挑选小齿轮的材料为40Gr 调质，硬度为 280HBS，大齿轮材料为45 钢调质），硬度为 240HBS二,硬度差为 40HBS；3.1.2 、摆线齿锥齿轮几何参数初算依据机械齿轮设计手册给定算法运算， 过程如下表 3-1者材料表 3-1 摆线齿锥齿轮几何参数初算名称符号单位运算公式结果轴交角 Re0 取Re0 bb=67.533 取=3.4整 68参考点法向模数mn硬齿面重载齿轮bmn=0.10.14b 取10030m0mnmn =6.8 取整7参考点螺旋角初值m0 / 一般0 450350小轮齿数z1zd e2b sin20 cosm0 加以圆整， z1

14、2.76 圆整取51u m1130n大轮齿数z2z2u0 z1，加以圆整31.85 圆整取32齿数比uu= z2z12.46传动比误差百分数大轮节锥角i 2/0uu0i 2u0100sin0.4 67.88 22arctan1/ ucos参考点螺旋角/0arcosz1umn33.7481 mmd e 2bsin 2摆线齿锥齿轮几何参数初算 表 3-1 ）3.1.3 、 摆线齿锥齿轮精确几何运算原始参数依据机械齿轮设计手册 上册）给定算法运算，运算过程如下表3-2表 3-2 摆线齿锥齿轮精确几何运算原始参数名称符号单位运算公式结果大轮大端节圆直径d e2 / mm见上表 3-1384轴交角 ）见

15、上表 3-190名称符号单位运算公式结果参考点法向模数见上表 3-17小轮齿数z1见上表 3-113大轮齿数z232法向压力角0n 一般取n20020齿顶高系数ha 一般取ha =11顶隙系数C一般取 C =0.250.25圆周齿侧间隙ji mm ）依据齿轮设计手册上表5.2-8取ji =0.190.19法向齿侧间隙jn 见上表 3-168参考点螺旋角/ 0 见上表 3-133.74813.1.4 、 摆线齿锥齿轮几何运算 数据汇总依据机械齿轮设计手册 上册）给定算法运算，见下表 3-3表 3-3 摆线齿锥齿轮几何运算数据汇总名称符号单位运算公式结果法向模数mn7小轮齿数z113名称符号单位运

16、算公式结果传动比i122.46小轮分度锥角/0 21.621大轮分度锥角/0 68.882小轮大端节圆直径d1 / mmd1d2 / u184.6748 取整 184大轮大端节圆直径小轮参考点节圆直径d2 / mm dm1 / mmdm1mn z1 / cos m384148.021 取整 148大轮参考点节圆直径dm2 /mmdm2mn z2 / cos m384.4728 取整 384高变位系数x10.5小轮齿顶高ha1 10.5大轮齿顶高ha2 3.5全齿高hhmn 2hac 续表15.75大轮齿数z232压力角n20小轮当量齿数zv1zv1z1 cos 114.03取整为 14大轮当量

17、齿数zv 2zv 2z2 cos 284.98 取整为 85锥距Rmm240摆线齿锥齿轮几何运算数据汇总依据的校核公式：F k KKU 21tAHHHEHHP0.85bdmnZ Z ZZ3.2.1 、接触应力运算1）分度圆切向力运算F2000T1tdm1200019052070.65 N184 动载荷系数运算KZ Vu22Ktk 1 t1vK AFt0.85b100u21210.110.01931332.4611.0821.352070.6510002.46210.85684 载荷分布系数运算5） 载荷安排系数运算KH1.5K h e1.5 1.251.9 弹性系数运算K HaZH1.22.1

18、25E 锥齿轮系数运算ZK110 运算结果tAHHF k KKU 21H0.85bdmnZE ZH ZZ=267.13.2.2 、 许用应力运算（1） 许用接触应力公式H limZ Z V Z ZHPNLRXWSH lim（2） 试验齿轮接触疲惫极限由机械设计手册 3）上图 23.2-18d 查得H lim（3） 寿命系数1300 N / mm2 ZW =1 SH min1.1ZX1（7） 工作硬化系数ZW1（8） 许用接触应力值（9） 结论130010.98511164 N / mm2 HP1.1HHP通过校核3.3 、校核齿根弯曲疲惫强度1确定弯曲强度载荷系数，运算载荷系数使用系数：由 *

19、 ，取 K A1.1动载系数：由 * ，按 9 级精度查取， K VK HK F取 11.23 齿间载荷分布系数：齿向载荷分布系数： K HK F1.5K H e其中，轴承系数由 * 查得 K H e1.25所以K HK F1.51.251.875综上，载荷系数 KK A KV K H K H1.11.231.01.8752.537KK A KV K F K F1.11.231.01.8752.5372确定齿形系数 YF，应力校正系数 YSYF 1YF2，* ：2.53 YS 12.13 YS 21.621.853确定弯曲疲惫许用应力取弯曲疲惫安全系数 S1.4 ，寿命系数查 *查得：kFN

20、10.86kFN 20.88疲惫极限应力，由 *查得：FE1510MPaFE 2380MPa* 可求出许用应力KFN 1FE 10.86510313.286MPSF 1K FN 2F2FE 21.40.88380a238.857MPaS1.44）校核弯曲强度轮齿所受切向力 Ft ，由* ，有Ft 2Ft12T1dm1d112T10.5 R21905018410.50.3276.0869 N* 校核KFt 1YFa1YsaF 10.5R2.53768276.08692.531.62bm12.4610.50.3201.90 MPaF1KF t1YFa 2Ysa2F 2bm10.5 R 2.5376

21、.8276. 08692.131.852. 510.50.3191.007MPaF 2弯曲强度满意要求3.4 、 摆线小锥齿轮轴机构图 图 3-1 ）3.5 、 摆线大锥齿轮机构图 图 3-1 ）4、锥齿轮轴的设计运算4.1 、锥齿轮轴的结构设计4.1.1 、齿轮轴的设计图 图 4-1 ）结构设计图 72 mmB-B 段该段安装有圆螺母和止动垫圈，大径DB B90mm直径由圆螺母的尺寸来运算确定，该段要制造螺纹，螺母规格： M902小径dB B88mmC-C 段该段安装浮封圈和浮封杯，直径要与 D-D段综合考虑DC C95mmD-D 段该段安装了圆螺母和止动垫圈，轴径带有螺纹，大小径由装配图明

22、细栏上的圆螺母规格确定，圆螺母规格 M1002大径 DD D小径 dD D100mm98mmE-E 段该段安装圆锥磙子轴承，规格为直径由轴承内径来运算确定，F-F 段该段装有圆锥磙子轴承，规格是轴的直径有轴承的内径来确定G-G段该段是轴肩，用于轴承的定位，由由轴承的轴向定位需求取DE EDF FDG G105mm110mm115mmDG G115mmH-H 段该段是小锥齿轮尺寸参数请参看第三章的齿轮设计部分4.1.3 、 轴上的轴向尺寸结构设计分析说明见下表表 4-2 轴上的轴向尺寸结构设计区段说明结果A-A 段该段安装了矩形花键，规格为10727812GB114487 ，花键工作长度 L=7

23、5mm）B-B 段该段安装有圆螺母和止动垫圈，直径LA-AL B-B75mm55mm由圆螺母的尺寸来运算确定，该段要制造螺纹，螺母规格：M902 ,L=l 0Rec .L 要大于螺母厚度 2 倍多C-C 段该段安装浮封圈和浮封杯，长段由运算确定D-D 段该段安装了圆螺母和止动垫圈，轴径带有螺纹，长度由装配图明细栏上的圆螺母规格确定，圆螺母规格M1002 ,L 要大于螺母和垫圈的厚度，E-E 段该段安装圆锥磙子轴承，规格为这段的长度大于等于轴承宽度，由计算确定F-F 段由运算确定G-G段该段是轴肩，由轴承的轴向定位需L C-CL D-DL E-EL F-FL G-G55mm30mm55mm110mm6mm求，取LG-G6mmH-H 段该段是小锥齿轮厚度参看齿轮机构设计L H-H80mm4. 1.4 、 轴上的其他设计 确定轴上圆角和侧角尺寸